ARM嵌入式的啟動構(gòu)架是怎樣的

目前在嵌入式開發(fā)的過程中，開發(fā)者往往把大量精力投入到嵌入式微處理器MPU（Micro Processing Unit）與眾多外設(shè)的連接方式以及應(yīng)用代碼的開發(fā)之中，而忽視了對嵌入式系統(tǒng)最基本、最核心部分的研究。

啟動架構(gòu)是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。掌握啟動架構(gòu)對于了解嵌入式系統(tǒng)的運行原理有著重要的意義。嵌入式系統(tǒng)在啟動時，引導(dǎo)代碼、操作系統(tǒng)的運行和應(yīng)用程序的加載主要有兩種架構(gòu)，一種是直接從Nor Flash啟動的架構(gòu)，另一種是直接從Nand Flash啟動的架構(gòu)。

需要注意的是，在嵌入式系統(tǒng)啟動引導(dǎo)的過程中會有多種情況出現(xiàn)，如vxWorks的啟動代碼BootRom就有壓縮和非壓縮，駐留和非駐留方式之分，而操作系統(tǒng)本身也多以壓縮映象方式存儲，所以啟動代碼在執(zhí)行和加載過程中需要根據(jù)不同的情況，作出相應(yīng)的處理。

1從Nor Flash啟動

Nor Flash具有芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP，eXecute In Place）的特點，在嵌入式系統(tǒng)中常做為存放啟動代碼的首選。從Nor Flash啟動的架構(gòu)又可細分為只使用Nor Flash的啟動架構(gòu)和Nor Flash與Nand Flash配合使用的啟動架構(gòu)。圖5 給出了這兩種啟動架構(gòu)的原理框圖。

1.1單獨使用Nor Flash

在該架構(gòu)中，引導(dǎo)代碼、操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼共存于同一塊Nor Flash中。系統(tǒng)上電后，引導(dǎo)代碼首先在Nor Flash中執(zhí)行，然后把操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼加載到速度更高的SDRAM中運行。另一種可行的架構(gòu)是，在Nor Flash中執(zhí)行引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)，而只將應(yīng)用代碼加載到SDRAM中執(zhí)行。

該架構(gòu)充分利用了Nor Flash芯片內(nèi)執(zhí)行的特點，可有效提升系統(tǒng)性能。不足在于隨著操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼容量的增加，需要更大容量昂貴的Nor Flash來支撐。

1.2 Nor Flash和Nand Flash配合使用

Nor Flash的單獨使用對于代碼量較大的應(yīng)用程序會增加產(chǎn)品的成本投入，一種的改進的方式是采用Nor Flash 和Nand Flash配合使用的架構(gòu)。在該架構(gòu)中附加了一塊Nand Flash，Nor Flash（2M或4M）中存放啟動代碼和操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)可以根據(jù)代碼量的大小選擇存放于Nor Flash或者Nand Flash），而Nand Flash中存放應(yīng)用代碼，根據(jù)存放的應(yīng)用代碼量的大小可以對Nand Flash容量做出相應(yīng)的改變。

系統(tǒng)上電后，引導(dǎo)代碼直接在Nor Flash中執(zhí)行，把Nand Flash中的操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼加載到速度更高的SDRAM中執(zhí)行。也可以在Nor Flash中執(zhí)行引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)，而只將Nand Flash中的應(yīng)用代碼加載到SDRAM中執(zhí)行。該架構(gòu)是當前嵌入式系統(tǒng)中運用最廣泛的啟動架構(gòu)之一。

1.3從Nand Flash啟動

有些處理器如SamSung公司的arm920T系列處理器S3C2410支持從Nand Flash啟動的模式，它的工作原理是將NandFlash中存儲的前4KB代碼裝入一個稱為Steppingstone（BootSRAM）的地址中，然后開始執(zhí)行該段引導(dǎo)代碼，從而完成對操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的加載。該方式需要處理器內(nèi)部有NAND控制器，同時還要提供一定大小額外的SRAM空間，有一定的使用局限性，在實際開發(fā)中較少使用。

來源：朗銳智科